匀变速直线运动的速度与时间的关系一、学习目标1.知识与技能:(1)知道匀速直线运动的υ-t图象。 (2)知道匀变速直线运动的υ-t图象,概念和特点。(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at,并会应用它进行计算。2.过程与方法:(1)让学生初步了解探究学习的方法.(2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。3.情感态度与价值观:(1)培养学生基本的科学素养。(2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。(3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。二、学习重点、难点1.学习重点及其教学策略:重点:(1)匀变速直线运动的υ-t图象,概念和特点。(2)匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at,并会应用它进行计算。教学策略:通过思考讨论和实例分析来加深理解。2.学习难点及其教学策略:难点:应用υ-t图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式=v0+at。学习策略:让学生充分思考,通过理论推导或数形结合两种途径得出速度与时间的关系式,有利于培养学生的扩散散性思维。一、匀变速直线运动的特点一物体的运动情况如下表数据所示v(m/s)01234567T(s)0246810121规律寻找分析上表的数据,完成填空速度随时间变化的特点:作出υ-t图像(描点作图)υ-t图象是一条直线,速度和时间的这种关系称为线性关系。问题:在小车运动的υ-t图象上的一个点A表示什么? 2、匀变速直线运动提问:下图是物体的v-t图象是一条倾斜的直线,物体的加速度有什么特点?直线的倾斜程度与加速度有什么关系?它表示小车在做什么样的运动?
从图可以看出,由于v-t图象是一条倾斜的直线,速度随着时间逐渐变大,在时间轴上取取两点t1,t2,则t1,t2间的距离表示时间间隔∆t=t2—t1,t1时刻的速度为v1,t2时刻的速度为v2,则v2—v1=∆v,∆v即为间间隔∆t内的速度的变化量。提问:∆v与∆t是什么关系? 知识总结: 提问:匀变速直线运动的v-t图线的斜率表示什么?匀变速直线运动的v-t图线与纵坐标的交点表示什么? vto乙vto甲展示以下两个v-t图象,请同学们观察,并比较这两个v-t图象。 知识总结:在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀,这个运动叫做匀减速直线运动。二、速度与时间的关系式提问:除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外,是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系?速度变化量的表达式:加速度的表达式:vtoV0Vt∆V∆t由上述表达式能否推出速度时间关系式?试推导。 规律理解提问:能否直接从图线结合数学知识得到速度与时间的关系式?(提示)取t=0时为初状态,速度为初速度V0,取t时刻为末状态,速度为末速度V,从初态到末态,时间的变化量为∆t,则∆t=t—0,速度的变化量为∆V,则∆V=V—V0知识总结:匀变速直线运动中,速度与时间的关系式是
匀变速直线运动的速度与时间关系的公式:V=V0+at可以这样理解:由于加速度a在数值上等于,所以at就是整个运动过程中速度的变化量;再加上运动开始时物体的速度V0,就得到t时刻物体的速度V三、例题例题1、汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?加速后经过多长汽车的速度达到80km/h?(公式初步应用) 变式训练1、某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?如果汽车以最高允许速度行驶,必须在1.5s内停下来,汽车刹车匀减速运动加速度至少多大?例题2、各种不同的匀变速直线运动的速度一时间图象,让学生说出运动的性质,以及速度方向、加速度方向.如图2—2—4至图2—2—8所示.变式训练2、如图2—2—9中的速度一时间图象中各图线①②③表示的运动情况怎样?图象中图线的交点有什么意义?图2—2—6-610t/sv/m•s-1246818121424120变式训练3、汽车由静止出发做匀加速直线运动6秒后速度为12m/s,做匀速运动4秒,然后刹车改做匀减速运动,加速度大小为6m/s2,求:(1)汽车起动车后的加速度a;(2)汽车第15秒末的速度vt;(3)在图2―2-6中画出汽车运动的速度—时间图线
四、本节小结本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式v=vo+at的掌握.对于匀变速直线运动的理解注意以下几点:1.任意相等的时间内速度的增量相同,这里包括大小方向,而不是速度相等.2.从速度一时间图象上来理解速度与时间的关系式:v=vo+at,t时刻的末速度v是在初速度v0的基础上,加上速度变化量△v=at得到.3.对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但不能说a与△v成正比、与△t成反比,a决定于△v和△t的比值.4.a=△v/△t而不是a=v/t,a=△v/△t=(vt-v0)/△t即v=vo+at,要明确各状态的速度,不能混淆.5.公式中v、vo、a都是矢量,必须注意其方向.五、达标练习图2—2—1-1.如图2—2—1为两个在同一直线上运动的物体a和b的v-t图象,从图可知()A.速度方向相同,加速度方向相反B.速度方向相反,加速度方向相同C.速度、加速度方向均相同D.速度、加速度方向均相反E.交点表示二者在该时刻速度相同2.(选做)甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,从此时开始,甲车做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一个路标时的速度相同,则()A.甲车先通过下一路标B.乙车先通过下一路标C.丙车先通过下一路标D.三辆车同时通过下一路标t/sv/m/s4080120160800—800图2—2—3-3.如图2—2—3表示的是一火箭竖直上升的v—t图象,下列几条叙述中,符合图形所示的是()A.在40秒末火箭已达到上升的最大速度B.火箭达到最高点的时刻是120秒末C.在燃料燃完之前,火箭上升的加速度为20米/秒2D.燃料燃完后,火箭的加速度为零4.汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,获得的加速度大小为是2m/s2,则汽车经过2s后的速度大小为__________m/s,经过4s后的速度大小是__________m/s,经过10s后的速度大小是____________m/s。学案自我测评,1、2、3、5题六、作业一质点从静止开始以lm/s2的加速度匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?并做出该质点的v---t图像。我的疑问: